Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Fundstelle: | Band 323, Jahrgang 1908, S. 319 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau.
Universalphotometer.
Das Instrument ist eine Abänderung des Photometers von Lummer-Brodhun und zwar ist als Vergleichslichtquelle eine Glühlampe
benutzt, durch deren Verschiebung die Entfernung von der bisher immer beweglich
angeordneten Mattglasscheibe verändert wird. Die Bewegung der von einem besonderen
Gehäuse umgebenen Lampe wird durch einen an der Seitenwand des Gehäuses angebrachten
Knopf mittels einer über Rollen geführten Schnur bewirkt. Die rechnerisch ermittelte
Skala ist in einem seitlichen Längsausschnitt des Gehäuses angebracht und besteht
aus durchscheinendem Celluloid. Es ist gewählt, um auch in verdunkelten Räumen eine
Ablesung zu ermöglichen. Ein seitlich an einem Ausschnitt des Lampengehäuses
angebrachter Zeiger erscheint dann als dunkler Strich auf der erleuchteten Skala.
Damit anderseits beim Arbeiten in hellen Räumen nicht Licht durch die Skala in das
Gehäuse gelangt, kann sie von hinten durch einen langen Schieber abgedeckt
werden.
Um Reflexionen innerhalb des Gehäuses zu vermeiden, die trotz der sorgfältigsten
Schwärzung bei flachen Einfallswinkeln auftreten, ist in dem Gehäuse eine Anzahl
beweglicher Schirme angebracht, die bei Bewegungen der Vergleichslampe
zusammengeschoben werden.
Zum Vergleich der Lichtstärken dient eine etwas abgeänderte Bauart des Lummer-Brodhunschen Prismenpaares, bei dem durch
Hinzufügung einer total reflektierenden Fläche Lichtstrahlen aus verschiedenen
Richtungen in das Gesichtsfeld des Okkulars gebracht werden. Das zu untersuchende
Licht fällt durch ein mit Spiegel versehenes knieförmiges Rohr in den Apparat. Durch
die drehbare; Lagerung des Rohres ist man in der Lage, aus beliebigen Richtungen
einfallendes Licht zu prüfen. Der im Knie zur Messung der Helligkeit angebrachte
Spiegel kann bei (der Messung von Kerzenstärken durch eine diffus reflektierende
Fläche ersetzt werden.
Bei der normalen Bauart beträgt der Meßbereich 0,4 bis 20 Fußkerzen; bei Verwendung
einer Vergleichslampe anderer Helligkeit kann selbstverständlich auch ein anderer
Meßbereich erhalten werden. Sieht man von dem umständlichen Wechsel der Lampe ab, so
kann durch Verwendung stark lichtabsorbierender Schirme, welche nur 10 oder 1 v. H.
des auffallenden Lichtes hindurchlassen, der Meßbereich, je nach dem sie in den
Strahlengang der Vergleichslampe oder den des zu untersuchenden Lichtes
eingeschaltet werden, von 0,004 bis zu 2000 Fußkerzen erweitert werden. Die
Spannung und die Stromstärke der Vergleichslampe wird mittels eines am Gehäuse
befestigten veränderlichen Widerstandes geregelt, wobei ein Zeiger an einer Teilung
unmittelbar die Kerzenstärke angibt.
Das Photometer hat sich in jeder Weise als brauchbar erwiesen, da sowohl Messungen
der Kerzenstärke von Glühlampen, Bogenlampen und Quecksilberdampflampen im
Laboratorium, wie auch Messungen von Bogen- und Gasglühlichtlampen in Straßen und
Helligkeitsmessungen in geschlossenen Räumen bewiesen haben. Außerdem wurde es
benutzt, um Lichtquellen, die schnell ihre Lichtstärke ändern, wie beispielsweise
Bogenlampen, in bezug auf die Größe dieser Aenderungen zu untersuchen. Gleichzeitig
an zwei Photometern vorgenommene Messungen zeigten hierbei gute Uebereinstimmung.
Bei Messung der Helligkeit von Räumen, die durch Glühlampen beleuchtet werden,
empfehlen die Verf. die Vergleichslampe aus demselben Netz wie die Beleuchtung des
Raumes zu speisen, damit Spannungsschwankungen auch die Vergleichslampe
beeinflussen. (Sharp u. Millar.) [Electrical World 1908, I, S. 181–184.]
Pr.
Schub- und Haftspannungen in Eisenbetonträgern.
Es wird empfohlen, die für die Aufnahme der Zugspannungen im Bruchquerschnitt
erforderlichen Eiseneinlagen am Auflager nicht gerade enden zu lassen, weil durch
die Häufung der Rundeisenquerschnitte an einer Stelle die ohnehin schon geringe
Stegbreite der Plattenbalken zu sehr geschwächt wird, so daß hier die
Schubspannungen im Beton am Auflager zu groß werden.
Statt dessen sollen die Eiseneinlagen am Auflager fächerartig aufgebogen und am Ende
mit einem Haken versehen werden. Hierdurch wird zwar den amtlichen Bestimmungen
nicht entsprochen, nach denen die Haftspannungen an den geraden Eisen 4,5 kg/qcm
nicht überschreiten sollen, aber diese Bestimmungen entsprechen durchaus nicht den
Versuchsergebnissen von Wayß und Freytag, durch die die große Wichtigkeit der Haken am
Ende der Eisen für die Sicherung der Verbundwirkung erwiesen ist. Nach diesen und
anderen neueren VersuchenSiehe über Versuche
Bachs D. p. J. 1908, S. 106, 121 und 135
ff. kann überhaupt von einer Berechnung der Haftspannungen
abgesehen werden, wenn Haken vorhanden sind.
Die seither durch die Haftspannungsrechnung festgelegten geraden Eisen werden besser
zur Aufnahme der schrägen Hauptzugspannungen aufgebogen.
Nach den amtlichen Bestimmungen brauchen nur die über 4,5 kg/qcm hinausgehenden
Schubspannungen bezw. Hauptzugspannungen durch besondere schräge Eiseneinlagen
aufgenommen werden, besser ist es jedoch sämtliche Hauptzugspannungen aufzunehmen,
so daß die am Auflager entstehenden Risse tunlichst vermieden werden. Für diesen
Fall ist die Summe der schrägen Zugspannungen
Z=\tau_0\,\cdot\,\frac{b_1\,\cdot\,l}{8}\,\cdot\,\sqrt{2};
hierbei ist τ0 die größte Schubspannung am Auflager, b1 die Stegbreite und
l die Spannweite des Balkens. Ist ferner nm die erforderliche
Anzahl der Rundeisen im Bruchquerschnitt und na diejenige der aufzubiegenden Eisen gleichen
Querschnitts, so besteht zwischen beiden die Beziehung:
n_a=\frac{n_m}{\sqrt{2}}=0,7\,n_m.
Die einzelnen Eisen werden an der Stelle im Balken aufgebogen,
von der ab sie zur Aufnahme der Zugspannungen auf der Unterseite entbehrlich werden.
Für die Entfernung der aufzubiegenden Eisen untereinander wird der Wert
e=0,35\,\frac{l}{n_m} angegeben.
Bei einem Balken von 6 m Spannweite mit zehn Rundeisen in der Mitte sind sechs bis
sieben Rundeisen in Abständen von 22 cm aufzubiegen, während die unten bleibenden
geraden Eisen am Auflager fächerartig umgebogen werden. – Da sämtliche
Hauptzugspannungen durch Eiseneinlagen aufgenommen werden sollen, ist die Beziehung
zwischen na und nm unabhängig von der
Stegbreite b1 so daß
auch bei Eisenbetonplatten Eisen aufzubiegen wären. Erfahrungsgemäß ist dies aber
erst bei sehr großen Auflagerdrücken erforderlich. Eine Berücksichtigung der
Stegbreite b1 in der
Beziehung zwischen na
und nm, die aus
Versuchen abzuleiten wäre, ist daher erwünscht, (Heintel.) [Deutsche Bauzeitung, Zementbeilage, 1908, S. 26 und ff.]
Dr.-Ing. P. Weiske.
Zugrisse in Eisenbetonbalken.
Durch die neueren Versuche Bachs (s. D. p. J. 1908, S.
106, 121, 135 ff) ist erwiesen, daß man Eisenbeton herstellen kann, der den
unbewehrten Beton an Dehnungsfähigkeit übertrifft und daher auch gegen Rissebildung
widerstandsfähiger als dieser ist. Im Eisenbetonbalken tritt eine Lockerung des
Gefüges ein, die sich durch Wasserflecke und Haarrisse anzeigt, in einem
Dehnungszustande, bei dem der unbewehrte Balken infolge Ueberwindung seiner
Zugfestigkeit bricht. Im Eisenbetonbalken wird dagegen die Dehnung nicht durch
Ueberwindung der Zugfestigkeit beendet, sondern setzt sich fort, bis entweder das
Eisen im Beton rutscht oder der Ueberschuß der Dehnung des Eisens zu groß wird. Erst
dann treten deutlich sichtbare Risse auf, nach deren Entstehen das Eisen den ganzen
Zugwiderstand leistet. Die Dehnung des Betons zerfällt also in zwei Stufen, deren
Bereich durch die Güte des Betons, durch die Sicherung der Verbundwirkung und durch
die Verteilung der Eisen bestimmt ist. Die Bachschen
Versuche zeigen, daß durch richtige Verteilung des Eisenquerschnittes in der
Zugzone, durch Hakenanordnung und Aufbiegen von Eisen am Auflager und durch Einlegen
von Bügeln die Belastung, bei der die Risse zuerst eintreten, auf das Doppelte
gesteigert werden kann.
Die Vorschriften der Eisenbahndirektion Berlin von
Labes wollen die Möglichkeit der Rissebildung
aus der Biegungsfestigkeit reiner Betonbalken beurteilen. Diese Vorschriften sind zu
streng, weil sie nur die erste Stufe der Dehnungsfähigkeit, die auf der Güte des
reinen Betons beruht, berücksichtigen. Der Eisenbetonbauweise erwachsen durch
derartige Bestimmungen Hindernisse, die ihre Anwendung häufig vollständig
ausschließen. Es ist ausgeschlossen, wirtschaftlich noch vorteilhafte Plattenbalken
zu konstruieren, die den Bedingungen der Eisenbahndirektion Berlin genügen, da die Nullinie näher an der Druckseite
als an der Zugseite liegt, so daß die Betonzugspannungen nach der amtlichen
Berechnungsweise größer als die Betondruckspannungen werden.
Es ist daher notwendig, daß auch die zweite Stufe der Dehnungsfähigkeit, die von der
Art des Verbundes und der Form der Eiseneinlagen abhängig ist, berücksichtigt wird.
Dies ist möglich durch Erprobung von Eisenbetonbalken an Stelle reiner Betonbalken,
die in gleicher Weise bewehrt sind, wie die Bauteile, deren Sicherheit gegen
Rissebildung zu prüfen ist.
Richtig konstruierte Eisenbetonbalken gewähren eine Sicherheit gegen schädliche
Risse, die eine besondere Berechnung der Betonzugspannungen im Eisenbetonbalken
unnötig macht, (v. Emperger.) [Zentralblatt der
Bauverwaltung 1908, S. 129 ff.]
Dr.-Ing. P. Weiske.
Lokomotivprüfung.
In den großen Werken der „Pensylvania Railroad“
Gesellschaft zu Altoona Pa. befindet sich auch eine Lokomotivprüfungsanstalt, die
seit November 1906 in Betrieb ist, und in der wöchentlich etwa drei Lokomotiven
geprüft werden.
Die Triebräder der zu prüfenden Lokomotive ruhen dabei auf Tragrädern, welche auf
ihrem Umfange das Profil des Schienenkopfes tragen. An den Achsen dieser Tragräder
befinden sich Absorptionsbremsen. Wenn sich die Triebräder der Lokomotive drehen,
drehen sich auch die Tragräder. Die Lokomotive muß dabei den Reibungswiderstand der
Bremsen überwinden. Die entwickelte Zugkraft wird mittels Dynamometer bestimmt. Die
Achsen der Tragräder laufen in starken Lagern, welche durch eine gußeiserne
Bodenplatte mit dem Betonfundament verbunden sind. Durch geeignete Vorrichtung
können die Achsen der Tragräder zueinander verschoben werden, um alle vorkommenden
Lokomotivtypen prüfen zu können. Von der Lokomotive bewegen sich während der
Bremsung nur die Triebräder. Die Räder des Lokomotivdrehgestells ruhen auch auf
Tragrädern, drehen sich aber nicht.
Um eine Lokomotive prüfen zu können, müssen die Tragräder genau unter den
Lokomotivrädern gestellt werden. Die Tragräder befinden sich mit der
Schienenoberkante des Zufahrtsgleises in gleicher Höhe. Die Achsen der Tragräder
tragen an ihren Enden Absorptionsbremsen System Alden.
Auf den sich drehenden Achsen sind gußeiserne Scheiben angebracht, gegen die während
der Bremsung mittels Druckwasser Kupferscheiben gepreßt werden und so Reibung
erzeugen. Diese Scheiben werden fortwährend gleichmäßig geschmiert. Das Gehäuse,
welches diese Scheiben umgibt, wird durch das abfließende Druckwasser gekühlt. Es
ist Sorge getragen, daß diese Bremsen stets Wasser unter gleichem Druck
erhalten.
Die größte Zugkraft des Dynamometers beträgt 36000 kg. Auf einem durch ein Uhrwerk
bewegten Papierstreifen werden die Zugkräfte aufgezeichnet, durch elektrische
Uebertragung wird auf diesem Papier jede Sekunde markiert, ebenso jede 1000, welche
die zu prüfende Lokomotive zurückgelegt hat. Es sind zwei hoch gelegene
Kohlenbehälter vorhanden, von denen jeder 50 t faßt. Der Lokomotive werden die Kohlen durch etwa 500
kg fassende Karren zugeführt. Die verbrauchte Kohlenmenge wird durch registrierende
Wagen bestimmt. Zum Speisen des Lokomotivkessels wird das Wasser einem im
Laboratorium befindlichen Reservoir entnommen, wobei die verbrauchte Wassermenge
genau bestimmt werden kann. [Scientific American 1908, S. 126–127.]
W.
Einphasenstrombahnbetrieb.
(Fortsetzung von S. 126.) Die idealste Lösung des Betriebes mit Einphasenwechselstrom
wäre die, daß hochgespannter Strom den Motoren ohne jede Benutzung von
Transformatoren unmittelbar zugeführt wird, daß die Motoren normale Größe haben,
ohne Kommutator benutzbar sind und daß, wenn möglich, auch noch die
Phasenverschiebung des Stromes nicht nur im Betriebe, sondern auch beim Anlauf
kompensiert werden kann. Wenn in bezug auf den letzteren Punkt zurzeit behauptet
wird, daß die wattlosen Anlaufströme es unnötig machten, Energie in Widerständen zu
vernichten, und daß man ihre Rückwirkung auf das Kraftwerk durch Ueberkompensieren
der Motoren bei normaler Drehzahl ausgleichen kann, so widerspricht dem der Verf.
mit der Begründung, daß diese Ueberkompensierung eine Verschlechterung der Motoren
herbeiführen würde und daß ferner die Ersparnis der Verluste in den Widerständen
keine praktische Rolle spielt. Gelingt es überdies, die Phasenverschiebung des
Stromes im Anlauf bereits zu kompensieren, so kann die Statorwicklung aus einer
Spule für den Pol bestehen. Sie ist dann leicht als Hochspannungswicklung
auszuführen, da für den Motor mit stärkerein Felde an sich ein geringerer
Wicklungsraum nötig ist und da ferner die für die Isolierung so schwierige Kreuzung
benachbarter Spulen in Fortfall kommt. Diese Ziele sind jedoch mit Kommutatormotoren
nicht zu erreichen.
Wesentlich ist nun, daß ein gewöhnlicher einphasiger Induktionsmotor mit
Schleifringanker ohne jeden Kommutator imstande ist, beim Anlauf ein Mehrfaches
seiner normalen Zugkraft im Betriebe auszuüben und daß diese Anzugskräfte die eines
Kommutatormotors gleicher Abmessung bedeutend übertreffen; und zwar wird dies
dadurch erreicht, daß man dem Rotorstromkreise des Motors einen erregten
leerlaufenden Motor parallel schaltet. Wendet man die sogen. Kaskadenschaltung an,
d.h. legt man den Stator des ersteren Motors (Primärmotor) an das Netz und speist
man von den Rotorschleifringen den Stator des zweiten Motors (Sekundärmotor), dessen
Rotor über Widerstände oder unmittelbar kurz geschlossen ist, so erhält man eine
besonders einfache Schaltung dadurch, daß der Hilfsmotor an die von einem zum
anderen Motor führenden Leitungen angeschlossen wird. Bereits bei Drehstrom würde
dieser Hilfsmotor die Wirkung der Streuung im Primärmotor aufheben, die
Phasenverschiebung kompensieren und bewirken, daß das Feld vom Rotor aus erzeugt und
somit jeder gewünschte Betrag für die Anzugskraft erhalten würde. Bei Einphasenstrom
erzeugt der Hilfsmotor im Anker des Primärmotors ein um 90° gegen die Hauptwicklung
verschoben liegendes regelbares Anlaufsfeld, ähnlich dem dem Rotor zugeführten
Erregerstrom beim kompensierten Repulsionsmotor. Im Sekundärmotor hingegen erzeugt
er ein regelbares Drehfeld, so daß dieser Motor als Drehfeldmotor anläuft. Da das
Gewicht und der Platzbedarf der Antriebsmotoren sich auf weniger als ⅔ desjenigen
von Wechselstrom-Kommutatormotoren verringert, und der Hilfsmotor etwa für die halbe
Leistung der Betriebsmotoren bemessen werden muß, so werden Größe und Kosten der
Motoren höchstens gleich denen der bisher verwendeten werden. Außerdem ist der
Wirkungsgrad der denkbar günstigste, da der Transformator mit seinen Verlusten und
auch die beträchtlichen Kommutatorverluste ganz fortfallen können. Im übrigen können
die Abmessungen des Hilfsmotors dadurch verringert werden, daß man für ihn eine hohe
Drehzahl wählt. Die Kosten der ganzen Ausrüstung eines Fahrzeuges mit den neuen
Motoren wird daher auf keinen Fall die einer Ausrüstung mit den bisher verwendeten
Motoren überschreiten. Sie wird aber außerdem durch den Fortfall der Transformatoren
und durch die Vereinfachung der Schaltvorrichtungen verbilligt.
Der Verf. erläutert schließlich ausführlich die Verwendung des Hilfsmotors als
Feldregler, als Umformer sowie als Feld- und Periodenregler und kommt zu dem Schluß,
daß in allen Fällen reiner Wattstrom zum Anlaufen ohne Benutzung jeglicher
Anlaufswiderstände ausgenutzt werden kann. (Heyland.)
[Elektrotechnische Zeitschrift 1907, S. 922–926.]
Pr.